《30天自制操作系统》14_day_学习笔记

harib11a--harib11c:
　　继续测试性能：我们在harib10h中进行了定时链表结构的改进“消除了移位处理”。下面我们设定490个定时器（它们都被设定启动50天才超时）来测试一下改进的效果。我们首先编写函数set490()来初始化490个定时器，接着测定他们在真机上的运行结果。分别运行5次，取平均值归纳如下：

（1）追加490个定时器的值set490(&fifo,1);
　　harib11a：0096521077......harib10g里加入set490(有移位）
　　harib11b：0096522038......harib10h里加入set490(没有移位（链表），没有哨兵）
　　harib11c：0096522097.......harib10i里加入set490(没有移位（链表），有哨兵）
（2）不追加490个定时器的值set490(&fifo,0);
　　harib11a：0096522095......harib10g里加入set490(有移位）
　　harib11b：0096522038......harib10h里加入set490(没有移位（链表），没有哨兵）
　　harib11c：0096522101.......harib10i里加入set490(没有移位（链表），有哨兵）
（3）参考：不加入set490()语句的时候
　　harib10g：0099969263(有移位）
　　harib10h：0099969184(没有移位（链表），没有哨兵）
　　 harib10i：0099969264(没有移位（链表），有哨兵）

　　测试结果分析：从上面的结果，我们可以看出，把定时器组织成链表的结构、在链表中加入“哨兵”都有利于系统的改进。对于（2）和（3），在HariMain中，循环执行“count++”的for语句虽然都最终被编译成JMP指令，但是如果前面加上了“set490(&fifo,0)”那么以后各个指令的地址都会相应的错开几个字节，造成JMP指令的地址有很小的变化。因此时间也稍稍延迟，执行结果大约差了3%。

void set490(struct FIFO32 *fifo, int mode)
{　　//定时器设置函数SET490()
    int i;
    struct TIMER *timer;　　　　//一个TIMER结构体临时变量
    if (mode != ) {　　　　　　//mode不为0；创建490个定时器
        for (i = ; i < ; i++) {
            timer = timer_alloc();　　　　　　//分配一个定时器的空间，并获得地址
            timer_init(timer, fifo,  + i);//第i个定时器的数据为1024+i写入FIFO缓冲区
            timer_settime(timer,  *  *  *  *  + i * );//设置时间（笔者所说的50天）
        }
    }
    return;
}

harib11d：
　　VBE介绍：由于市面上显卡公司繁多，各个显卡公司在显卡上对画面模式的设定和使用方法各不相同（就是乱七八糟的显卡没有一个统一的标准）。鉴于此，成立了一个VESA协会（Video Electronic Standards Association 视频电子标准协会）这个协会制定了几乎可以通用的画面模式设定方法，制作了专门的BIOS。这个追加的BIOS被称作“VESA BIOS extension”(VESA-BIOS的扩展，简称VBE)利用它，可以提高显卡的分辨率。
　　VBE模式号码：（注：QEMU模拟器中不能指定VBE的0x107号）
　　　　0x101......640  *480  *8bit彩色
　　　　0x103......800  *600  *8bit彩色
　　　　0x105......1024*768  *8bit彩色
　　　　0x107......1280*1024*8bit彩色

//例子：设定VBE的640**8bit真彩色模式
MOV        BX,0x4101        　　　　; BX = 0x4000 + VBE模式号码
MOV        AX,0x4f02        　　　　; AX = 0x4f02(这个是固定值)
INT        0x10            　　　　 ; 调用0x10(2号)中断
MOV        BYTE [VMODE],          ; 记录画面模式的信息（关于画面模式信息，请看下一部分）
MOV        WORD [SCRNX],    　　; x分辨率
MOV        WORD [SCRNY],    　  ; y分辨率
MOV        DWORD [VRAM],0xe0000000; VRAM地址

harib11e：
　　上一步，我们已经成功在QEMU模拟器上改变了系统的分辨率。接下来，我们想看看在真机上是否也能运行。因为我们不确定真机上是什么显卡（如果机器上显卡公司没有参与VESA,那么就不能使用VBE了）。笔者在这里主要是想让我们明白VBE的原理，虽然没什么卵用，它只是显卡公司通用的一个规则而已。但认真看理解了还是会有收获的！下面我们一步一步确认。

　　1、确定VBE是否存在
　　　方法介绍：如果显卡能利用VBE，那么VBE的信息都写在从ES:DI开始的连续512字节中的（这是规定！）。令ES = 0x9000; DI = 0;AX = 4f00; 在调用0x10中断，如果有VBE，AX就会变成0x004f(不要问为什么，这是检查规则！）

;确认VBE是否存在
MOV        AX,0x9000;
MOV        ES,AX　　　;ES = 0x9000
MOV        DI,0　　　 ;DI = 0
MOV        AX,0x4f00 ;AX = 4f00
INT        0x10　　  ;调用0x10中断
CMP        AX,0x004f;比较
JNE        scrn320  ;不相等跳转AX!=0x004f

　　2、检查VBE的版本

;如果VBE版本不是2.0以上，一样不能用高分辨率。
MOV        AX,[ES:DI+]
CMP        AX,0x0200
JB        scrn320     ; if (AX < 0x0200) goto scrn320

　　3、获得某个画面模式的信息
　　　　调用0x10中断后，会将画面模式信息保存在ES:DI开始的256字节中。在画面模式信息中，重要的信息由以下6个：
　　　　WORD     [ES : DI+0x00]：模式属性....第7位不为1（+0x4000）
　　　　WORD     [ES : DI+0x12]：x的分辨率
　　　　WORD     [ES : DI+0x14]：y的分辨率
　　　　BYTE       [ES : DI+0x19]：颜色数....必须为8
　　　　BYTE       [ES : DI+0x1B]：颜色的指定方法....必须为4（4是标色板模式）
　　　　DWORD   [ES : DI+0x28]：VRAM的地址

;这里获得VBE号为0x105的画面模式信息  ： VBEMODE EQU 0X105
MOV        CX,VBEMODE
MOV        AX,0x4f01
INT        0x10
CMP        AX,0x004f
JNE        scrn320

　　4、画面模式信息的确认

;下面确认三个信息：颜色数、调色板模式、模式属性BIT7
CMP        BYTE [ES:DI+0x19],8 ;确认颜色数是否为8
JNE        scrn320
CMP        BYTE [ES:DI+0x1b],4 ;确认调色板模式是否为4
JNE        scrn320
MOV        AX,[ES:DI+0x00]　　 ;确认模式属性bit7为1
AND        AX,0x0080
JZ        scrn320    

　　5、画面模式切换

;上面都确认无误，可以进行模式切换（其实上面的确认是多次一举，主要是笔者想让我们理解VBE）
MOV        BX,VBEMODE+0x4000 ;BX = 0x4000 + VBE模式号码
MOV        AX,0x4f02　　　　　 ;AX = 0x4f02(固定值)
INT        0x10　　　　　　    ;调用0x10中断
MOV        BYTE [VMODE],    ; 记下画面模式
MOV        AX,[ES:DI+0x12]   ; X分辨率
MOV        [SCRNX],AX
MOV        AX,[ES:DI+0x14]   ; Y分辨率
MOV        [SCRNY],AX
MOV        EAX,[ES:DI+0x28]  ; VRAM地址
MOV        [VRAM],EAX
JMP        keystatus　　　　  ; 跳到键盘的BIOS

　　6、最后一步320*200的默认画面

scrn320:
    MOV        AL,0x13            ; VGA图像，320*200
    MOV        AH,0x00
    INT        0x10
    MOV        BYTE [VMODE],    ; 记录画面模式信息
    MOV        WORD [SCRNX],
    MOV        WORD [SCRNY],
    MOV        DWORD [VRAM],0x000a0000

harib11f：
　　键盘上的键按下和弹起都会有一个8位的键值。弹起的键值为松开的键值+0x80；至于键盘按下键的键值表，可以看书本的P273，也可以自行上网搜索。下面我们实现按下A键时，显示字母A。“保留？”指的是还未分配的键值，为以后键盘做准备。

void HariMain(void)
{    //.......
    i = fifo32_get(&fifo);//从缓冲区获取中断信息
    io_sti();
    if ( <= i && i <= ) { 　　  /* 如果是键盘中断 */
        sprintf(s, "%02X", i - ); //显示按下的键的键值
        putfonts8_asc_sht(sht_back, , , COL8_FFFFFF, COL8_008484, s, );
        if (i == 0x1e + ) {　　　　//如果按下的键值是0xle（A键）在窗口图层显示“A”
            putfonts8_asc_sht(sht_win, , , COL8_000000, COL8_C6C6C6, "A", );
        }
    }
    //......
}

harib11g：
　　这里我们进一步改进，在键盘上按下键时，在窗口上显示相应的字符。方法：首先建立一个键盘字符表，将常用的字符放在里面，接着每按下一个键，根据键值相对字符‘0’的偏移，在表中寻找字符，然后输出到窗口即可。

static char keytable[0x54] = {//字符表
    ,   ,   '', '', '', '', '', '', '', '', '', '', '-', '^', ,   ,
    'Q', 'W', 'E', 'R', 'T', 'Y', 'U', 'I', 'O', 'P', '@', '[', ,   ,   'A', 'S',
    'D', 'F', 'G', 'H', 'J', 'K', 'L', ';', ':', ,   ,   ']', 'Z', 'X', 'C', 'V',
    'B', 'N', 'M', ',', '.', '/', ,   '*', ,   ' ', ,   ,   ,   ,   ,   ,
    ,   ,   ,   ,   ,   ,   ,   '', '', '', '-', '', '', '', '+', '',
    '', '', '', '.'
    };
if ( <= i && i <= ) { 　　　　  /* FIFO中取出的额是键盘中断的数据 */
    sprintf(s, "%02X", i - );　　 //在背景图层显示键值
    putfonts8_asc_sht(sht_back, , , COL8_FFFFFF, COL8_008484, s, );
    if (i <  + 0x54) {
        if (keytable[i - ] != ) {//在字符表中索引，输出相应的字符
            s[] = keytable[i - ];
            s[] = ;
            putfonts8_asc_sht(sht_win, , , COL8_000000, COL8_C6C6C6, s, );
        }
    }
}

harib11h：
　　这里我们来做一个好玩的东西。在键盘上敲字符，然后输入到窗口中。像一个小的记事本一样的。直接上代码，我们修改bootpack.c中的内容。

//HariMain节选
for (;;) {
        io_cli();
        if (fifo32_status(&fifo) == ) {//缓冲区没有内容，
            io_stihlt();　　　　　　　　  //CPU等着中断
        } else {
            i = fifo32_get(&fifo);　　　//获取缓冲区中断的内容
            io_sti();
            if ( <= i && i <= ) { 　　　　　　　　　　　　　　　　 /* 得到的是键盘的数据 */
                sprintf(s, "%02X", i - );　　　　　　　　　　　　　　//把键盘的键值输出到背景图层
                putfonts8_asc_sht(sht_back, , , COL8_FFFFFF, COL8_008484, s, );
                if (i < 0x54 + ) {　　　　　　　　　　　　　　　　　　//获得的键值是一般的字符
                    if (keytable[i - ] !=  && cursor_x < ) { /* 字符键值没有超出字母表的范围，而且当前窗口已输入字符少于16个（144/8） */
                        s[] = keytable[i - ];　　　　　　　　　　 //HASH字符表keytable
                        s[] = ;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//把字符输出到窗口图层中
                        putfonts8_asc_sht(sht_win, cursor_x, , COL8_000000, COL8_FFFFFF, s, );
                        cursor_x += ;　　　　　　　　　　　　　　　　　//光标的位置向后移动8个像素（一个字符宽8个像素）
                    }
                }
                if (i ==  + 0x0e && cursor_x > ) { /* 按下的是Backspace，并且光标没有到行首 */
                    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　/* 在光标后面的一个字符用‘ ’覆盖 */
                    putfonts8_asc_sht(sht_win, cursor_x, , COL8_000000, COL8_FFFFFF, " ", );
                    cursor_x -= ;　　　　　　　　　　　　//光标的位置迁移8个像素
                }
                /* 再次显示和刷新光标 */
                boxfill8(sht_win->buf, sht_win->bxsize, cursor_c, cursor_x, , cursor_x + , );
                sheet_refresh(sht_win, cursor_x, , cursor_x + , );
            } else if ( <= i && i <= ) { 　　　　　　　　　　/* 获取的是鼠标动作的数据 */
                if (mouse_decode(&mdec, i - ) != ) {　　　　 //获得鼠标数据放在MEDC中
                    sprintf(s, "[lcr %4d %4d]", mdec.x, mdec.y);//把鼠标数据的X,Y坐标输出来
                    if ((mdec.btn & 0x01) != ) {//点击左键，
                        s[] = 'L';
                    }
                    if ((mdec.btn & 0x02) != ) {//点击右键
                        s[] = 'R';
                    }
                    if ((mdec.btn & 0x04) != ) {//按下滚轮
                        s[] = 'C';
                    }
                    //显示字符串S
                    putfonts8_asc_sht(sht_back, , , COL8_FFFFFF, COL8_008484, s, );
                    mx += mdec.x;//鼠标移动到新的位置，不断跟新鼠标的坐标
                    my += mdec.y;
                    if (mx < ) {//这几个是判断鼠标坐标的范围，不能超出窗口图层的范围
                        mx = ;
                    }
                    if (my < ) {
                        my = ;
                    }
                    if (mx > binfo->scrnx - ) {
                        mx = binfo->scrnx - ;
                    }
                    if (my > binfo->scrny - ) {
                        my = binfo->scrny - ;
                    }
                    sprintf(s, "(%3d, %3d)", mx, my);//把新的鼠标坐标的位置输出
                    putfonts8_asc_sht(sht_back, , , COL8_FFFFFF, COL8_008484, s, );
                    sheet_slide(sht_mouse, mx, my);  //接着调用图层移动函数，把窗口移动到鼠标点击的位置
                }
            } else if (i == ) { 　　　　　　　　　　  /* 10秒定时器超时，在背景图层显示"10[sec]" */
                putfonts8_asc_sht(sht_back, , , COL8_FFFFFF, COL8_008484, "10[sec]", );
            } else if (i == ) { 　　　　　　　　　　   /* 3秒定时器超时，在背景图层显示"3[sec]" */
                putfonts8_asc_sht(sht_back, , , COL8_FFFFFF, COL8_008484, "3[sec]", );
            } else if (i <= ) { 　　　　　　　　　　  /* 光标定时器超时 */
                if (i != ) {
                    timer_init(timer3, &fifo, );   /* 初始化光标定时器，设置光标颜色白色 */
                    cursor_c = COL8_000000;
                } else {
                    timer_init(timer3, &fifo, );   /* 初始化光标定时器，设置光标颜色黑色 */
                    cursor_c = COL8_FFFFFF;
                }
                timer_settime(timer3, );　　　　   //接着设定光标定时器的时间50次计数
                boxfill8(sht_win->buf, sht_win->bxsize, cursor_c, cursor_x, , cursor_x + , );
                sheet_refresh(sht_win, cursor_x, , cursor_x + , );//刷新。count每计数50光标闪烁一次。
            }
        }
    }

harib11i：
　　这里我们使用鼠标来完成窗口的移动吧！还记得我们前面创建的图层移动函数sheet_slide()吗？我们获取鼠标点击位置的坐标，然后把坐标作为参数给函数sheet_slide()来实现窗口图层的移动。好了，我们来看看代码吧！

//HariMain节选
if (mouse_decode(&mdec, i - ) != ) {//把鼠标动作的三个字节的数据写到变量mdec中
    //..............
    if ((mdec.btn & 0x01) != ) {　　　　//如果按下了鼠标的左键
        /* 调用图层移动函数，把窗口图层移动到鼠标的位置 */
        sheet_slide(sht_win, mx - , my - );
    }
}